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低壓開關是否都帶欠壓脫扣裝置?可以拆除該裝置嗎?如果不行,是否可以調整其動作時間以躲過電網電壓波動?

作者:由 Patrick Zhang 發表于 體育時間:2017-11-08

我們看題主的問題:

問題描述:當電網不穩定、出現電壓暫降時,失壓脫扣會動作導致開關跳閘。電壓暫降過程時間極短,但使用者可能要花很長時間才能將開關全部送上,導致使用者內部電力供應中斷,對於醫院、政府機構、電信等重要使用者來說可能會產生不良後果。

問題1:請問低壓總開關是否都帶欠壓脫扣裝置?什麼情況下可以拆除欠壓脫扣裝置?

問題2:如果不能拆除的話,是否可以調整其動作時間以躲過電網電壓波動?

回答:

題主所謂的電壓暫降,已經屬於較長時間的電壓持續跌落了。產生這種現象的原因有幾種:

第一種是系統中的較大功率的過載電動機起動造成的電壓持續跌落;

第二種是系統中出現了單相接地故障而系統未執行線路保護,於是接地相的電壓就會持續跌落;

第三種是較小規模的短路事故而系統未執行線路保護,系統進入深沉短路狀態,此時系統的電壓會持續跌落;

第四種來源於中壓側。由於某些原因,中壓側出現短暫的電壓暫降或者較長時間的電壓跌落。

在以上描述中,我們強調了系統未執行線路保護。但在實際線路中,系統會採取保護措施的。

為了讓讀者有基本概念,我先給大家建立一些認識。

(1)知識儲備:實際低壓配電系統主進線迴路的配套說明

我們看圖1,此圖摘自我的書《低壓成套開關裝置的原理及其控制技術》的圖4-1,此後若不說明,圖例均來自這本書:

低壓開關是否都帶欠壓脫扣裝置?可以拆除該裝置嗎?如果不行,是否可以調整其動作時間以躲過電網電壓波動?

低壓開關是否都帶欠壓脫扣裝置?可以拆除該裝置嗎?如果不行,是否可以調整其動作時間以躲過電網電壓波動?

低壓系統圖

圖1中我們看到了系統中存在雙路進線以及對應的兩臺電力變壓器。其中左側的進線叫做1段進線斷路器QF1,右側的叫做二段進線斷路器QF2,中間的叫做母聯斷路器QF3。

平時,系統中QF1和QF2均閉合,而QF3開啟,系統分段執行。

假設1段出現了嚴重的電壓暫降,則一段進線斷路器QF1會開啟,母聯斷路器QF3會投入,用二段的正常電壓來驅動部分一段負載。當然,為了確保二段電力變壓器不會發生過載,二段系統一定會出現拋負載現象,也即開啟三類負荷甚至二類負荷,以確保一段的一類和二類負荷投運。

當1段電壓恢復後,系統首先開啟母聯斷路器QF3,再閉合1段進線QF1斷路器,系統恢復到正常供電狀態。

進線QF1、QF2和母聯QF3的投退關係見書上的公式4-3:

低壓開關是否都帶欠壓脫扣裝置?可以拆除該裝置嗎?如果不行,是否可以調整其動作時間以躲過電網電壓波動?

低壓開關是否都帶欠壓脫扣裝置?可以拆除該裝置嗎?如果不行,是否可以調整其動作時間以躲過電網電壓波動?

低壓進線QF1、QF2和母聯QF3的互鎖邏輯關係

從圖2中我們看到,QF1的閉合條件是QF2及QF3必須至少有一臺處於開啟狀態,否則不能閉合。系統利用這種方法避免兩臺電力變壓器T1和T2發生並列執行。

我們來看1段進線斷路器的線路圖:

低壓開關是否都帶欠壓脫扣裝置?可以拆除該裝置嗎?如果不行,是否可以調整其動作時間以躲過電網電壓波動?

低壓開關是否都帶欠壓脫扣裝置?可以拆除該裝置嗎?如果不行,是否可以調整其動作時間以躲過電網電壓波動?

再看欠電壓繼電器的特性:

低壓開關是否都帶欠壓脫扣裝置?可以拆除該裝置嗎?如果不行,是否可以調整其動作時間以躲過電網電壓波動?

低壓開關是否都帶欠壓脫扣裝置?可以拆除該裝置嗎?如果不行,是否可以調整其動作時間以躲過電網電壓波動?

注意到圖中的欠電壓繼電器(低電壓繼電器)當電壓正常時其觸頭時閉合的,電壓不正常時才打開。

有了這些知識儲備我們就可以解答題主的問題了。

(2)回答題主的問題

問題1:請問低壓總開關是否都帶欠壓脫扣裝置?什麼情況下可以拆除欠壓脫扣裝置?

問題1的解答:

由儲備知識可知,低壓進線總斷路器不必帶欠壓脫扣裝置,而是由外部的欠電壓繼電器來執行持續低電壓判誤。

原因在於:斷路器自配的欠電壓脫扣裝置延遲判誤時間較短,且調整延遲時間不易,故取消。

注意1:欠電壓延遲判誤時間與中壓側低電壓可以建立互鎖關係。

注意2:對於二級配電系統的低壓進線斷路器,可以選配欠電壓脫扣器。

特別提醒:

欠電壓脫扣器有兩個作用:

其一是執行斷路器的欠壓脫扣開斷操作;

其二是當發生嚴重短路故障時,若短路脫扣拒動,由於此時電壓已經跌落到額定電壓的15%以下,故欠電壓脫扣執行斷路器開斷操作。可見,欠電壓脫扣器是短路脫扣器的後備保護。

問題2:如果不能拆除的話,是否可以調整其動作時間以躲過電網電壓波動?

問題2的解答:

可以,但一般用於二級配電的進線迴路。

下圖是ABB的Emax斷路器的欠電壓脫扣器引數:

低壓開關是否都帶欠壓脫扣裝置?可以拆除該裝置嗎?如果不行,是否可以調整其動作時間以躲過電網電壓波動?

低壓開關是否都帶欠壓脫扣裝置?可以拆除該裝置嗎?如果不行,是否可以調整其動作時間以躲過電網電壓波動?

ABB的Emax斷路器的欠電壓脫扣器引數

以下圖6是書中的說明:

低壓開關是否都帶欠壓脫扣裝置?可以拆除該裝置嗎?如果不行,是否可以調整其動作時間以躲過電網電壓波動?

低壓開關是否都帶欠壓脫扣裝置?可以拆除該裝置嗎?如果不行,是否可以調整其動作時間以躲過電網電壓波動?

欠電壓脫扣器的延時時間說明

注意到圖6中的文字:欠電壓脫扣可以帶延時功能,延時時間從0。1~1秒。

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相信經過以上分析,題主的問題已經得到解答。

給題主提4個思考題:

1.為何低壓總進線斷路器不安裝欠壓脫扣器?而二級配電的進線斷路器需要安裝欠壓脫扣器?

(提示:一級配電系統一般不允許自帶欠壓脫扣器,因為一級配電所帶負荷很多,斷路器開斷後影響太大。也可將欠壓脫扣器設定為報警,但不執行脫扣)。

2.當系統中有大容量電動機負載時,它的起動過程會影響到系統電壓。此時如何選配二級配電的進線斷路器欠壓脫扣器?

(提示:會有影響。若欠壓脫扣器的延時時間過短,應當採用外配欠電壓繼電器+時間繼電器執行欠壓保護)。

3.對於較為重要的配電系統(例如醫院、機場、石化企業等等),低壓進線側往往配套自備發電機進線,需要用ATSE開關切換。此時如何配套系統?還需要用斷路器的欠壓脫扣器來執行電壓判斷嗎?

(提示:此時應當採用欠電壓繼電器+時間繼電器,或者欠電壓繼電器+PLC測控程式來執行)。

4.欠電壓繼電器與時間繼電器配套,其作用僅僅只是為了延遲判誤嘛?

(提示:欠電壓繼電器在臨界動作點觸頭抖動十分強烈,因此要配時間繼電器來消抖)

請題主先行思考,答案在適當的時候後補。

標簽: 電壓  斷路器  脫扣器  欠壓  脫扣